차세대반도체연구회

- 요약 - 반도체 산업의 생산성 향상은 소자의 크기를 미세화하여 동일 면적에서 더 많은 칩을 확보하려는 기술 전략과 함께, 가능하면 더 큰 구경의 실리콘 웨이퍼를 사용하여 한 번에 생산 가능한 칩 수를 늘리려는 전략이 동시에 진행되어 왔다. 2001년부터 생산이 개시된 300mm 웨이퍼는 현재 주요 반도체 생산 시설의 주류를 차지하고 있으나, 전자 부품 산업의 전체적인 경향이 소품종 대량 생산에서 다품종 소량 생산으로 이행하면서, 웨이퍼 대구경화에 따른 생산성 향상 효과는 이전보다 크게 둔화된 것이 사실이다. 더구나 생산 장비의 교체를 위한 거액의 초기 설비 투자 금액을 고려하면 사정은 더욱 심각하다. 하지만 이러한 상황에도 불구하고, 실리콘 웨이퍼의 구경을 한 단계 더 크게 하려는 450mm 웨이퍼 이행에 대한 논의가 최근 들어 활발해지고 있다. 이 과정에서는 450mm 웨이퍼 취급을 위한 기술적인 논의 이외에도, 신규 시설 구축 및 전환 과정의 리스크를 최소화 하여 관련 업체들의 동참을 유도할 수 있는 환경의 마련과, 당초 목적인 생산성의 향상을 제고할 수 있는 신규 제품 아이템의 창출에 이르기까지 다양한 의견이 제안되고 있다 - 내용 - 지난 7월 17일에서 19일까지 3일간 미국 샌프란시스코에서 개최된 미국 서부 지역 최대의 반도체 관련 기술 및 장비 전시회인 [SEMICON West 2007]에서는 향후 실리콘 웨이퍼의 450mm 이행 전략에 관한 의미 있는 동향이 발표되었다. 미국 SAMATECH의 자회사로 LSI 생산 기술을 개발하는 컨소시엄인 International SEMATECH Manufacturing Iniative (ISMI)가 450mm 웨이퍼 이행을 위한 프로젝트를 시동한다고 발표한 것이다. ISMI의 회원 기업으로는 미국의 인텔, 한국의 삼성전자, 대만의 TSMC, 일본의 NEC 일렉트로닉스 등 유력 반도체 기업 15개사가 참여하고 있다. 7월 16일, ISMI가 개최한 [Industry Briefing]에서 Director인 Scott Kramer씨를 비롯한 각 프로젝트 팀의 책임자가 밝힌 내용이다. 지금까지의 팹 생산성 프로젝트의 검토 결과와 일부 ISMI 회원 기업으로부터의 강한 요청을 받아 들인 셈이다. 450mm의 실리콘 웨이퍼를 사용함에 따라 30%의 비용 절감과 50%의 사이클 타임 단축을 실현할 수 있을 것이라는 설명이다. 이러한 ISMI의 발표는 큰 반향을 불러 일으켰다. 17일에 발족한 SEMI MTF(Manufacturer’s Technology Forum)과 SEMI 스탠더드 회의장에서 실리콘 웨이퍼 450mm 대구경화에 대한 뜨거운 토론이 진행되었다. SEMI(국제 반도체 제조장치 재료협회)의 주요 회원인 장치 및 재료 업체들은 450mm 프로젝트 시작 이전에 [300mm Prime] 프로젝트를 우선적으로 진행해야 한다는 주장을 내 놓았다. [300mm Prime] 프로젝트란, 450mm 웨이퍼로의 전환을 염두에 둔 300mm 웨이퍼의 생산성 개선 프로그램이다. 당초 계획에 따르면 이 프로그램에서는 매엽식 처리의 비율을 높인 다품종 대량 생산을 위한 300mm 웨이퍼 기술을 개발하는 한편, 450mm 대구경화를 진행하는 데 있어서 공장과 장치의 설계 변경을 최소한으로 억제하는 방법을 모색하게 된다. 장치 및 재료 업체들이 위와 같은 의견을 내고 있는 이유는 크게 세 가지이다. 첫 번째는 450mm 웨이퍼로의 이행에는 거액의 신규 개발 투자가 필요할 것으로 예상되기 때문이다. 두 번째는, 현재 상황에서 300mm 팹의 생산성 향상과 사이클 타임 단축을 위한 개발 업무만으로도 벅차다는 판단 때문이다. 세 번째는, 450mm 시장 상황이 불투명하여 투자 회수에 대한 낙관적인 기대가 어렵다는 점이다. 이러한 상황 판단 속에서 SEMI 회원 기업과 ISMI의 상호 이해를 돕기 위해 다수의 온라인 회의가 계속되고 있다. 실제로 웨이퍼의 450mm 전환 이행은 2004년부터 논의가 시작된 바 있으며, 작년도 [SEMICON West 2006] 시점에me/450mm] 프로젝트의 진행과 함께 기술 이슈의 도출과 해결책 그리고 도입 시기 등이 논의되고 있는 상황이다. ISMI의 회원사 중 450mm 이행에 가장 적극적인 모습을 보이고 있는 인텔은 빠르면 2014년경에 450mm 웨이퍼를 이용한 소량 생산을 시작할 계획이라는 자사의 의향을 밝히고 있다. 이에 따라 인텔은 한국의 삼성전자, 대만의 TSMC, 일본의 도시바 등의 메이저 업체의 협력을 구하는 모습을 보이고 있다. 웨이퍼가 450mm로 대구경화되면 그 사양도 크게 달라지게 된다. 두께는 300mm 웨이퍼보다 50um 두꺼운 825um가 된다. 한 장당 무게가 무거워지기 때문에 장치의 자동화는 필수적이다. 한 batch의 웨이퍼 장 수에 대해서도 현재의 25장을 유지하자는 의견과 13장으로 줄이자는 의견으로 나뉘어 있다. 이러한 가운데 일본의 닛코금속(日鑛金屬)이 다결정 450mm 웨이퍼의 샘플 제품 공급을 개시한 상태이다. 300mm 웨이퍼로의 이행 과정에서는 미국의 IBM이 리더십을 발휘하여 자금 등을 마련한 바 있으나, 이번에는 어떤 방식으로 전개될 지 그 향방이 주목된다. * 출처: 과학기술정보포털서비스